Измеритель члена3. 1. Роль цифровой техники в современных электронных системах, цифровые и импульсные сигналы, их параметры ответ
 Скачать 1.59 Mb.
|
1 2 Виды печатных платВ зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком печатные платы подразделяют на: односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика; двухсторонние (ДПП): два слоя фольги; многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат[1]. По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа увеличивается количество слоёв на платах[1]. По свойствам материала основы: Жёсткие Теплопроводные Гибкие Печатные платы могут иметь свои особенности в связи с их назначением и требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур), или особенности применения (например, платы для приборов, работающих на высоких частотах). По виду материала основы ПП разделяют на изготовленные на основе органического диэлектрика (текстолит, гетинакс, стеклотекстолит); изготовленные на основе керамических материалов; изготовленные на основе металлов. Правила конструктирования: 1. Максимальный размер стороны ПП не должен превышать 500 мм. Это ограничение определяется требованиями прочности и плотности монтажа. 2. Соотношения размеров сторон ПП для упрощения компоновки блоков и унификации размеров ПП рекомендуются следующие: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 3:2, 5:2 и т.д. 3. Выбор материала ПП, способа ее изготовления, класса плотности монтажа должны осуществляться на стадии эскизного проектирования, так как эти характеристики определяют многие электрические параметры устройства.. 4. При разбиении схемы на слои следует стремиться к минимизации числа слоев. Это диктуется экономическими соображениями. 5. По краям платы следует предусматривать технологическую зону шириной 1,5-2,0 мм. Размещение установочных и других отверстий, а также печатных проводников в этой зоне не допускается. 6. Все отверстия должны располагаться в узлах координатной сетки. В крайнем случае, хотя бы первый вывод микросхемы должен располагаться в узле координатной сетки. 7. На печатной плате должен быть предусмотрен ориентирующий паз (или срезанный левый угол) или технологические базовые отверстия, необходимые для правильной ориентации платы. 8. Печатные проводники следует выполнять минимально короткими. 9. Прокладка рядом проводников входных и выходных цепей нежелательно во избежание паразитных наводок. 10. Проводники наиболее высокочастотных цепей прокладываются в первую очередь и имеют благодаря этому наиболее возможно короткую длину. 11. Заземляющие проводники следует изготовлять максимально широкими. 31. Помехи. Классификация помех. Основные причины, вызывающие искажение сигналов. Наводки по цепям питания и методы их уменьшения. Применение экранов в ЭВМ. Помехой называется стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигналов. Классификация помех: Внутренние помехи: - Теплового характера; - Дробового характера (внутри электрона); - Перекрестная помеха (помехи соседних каналов). Внешние помехи – это помехи от различных электрических установок: промышленных, электрических и т.д. Помехи по действию делятся на активные и пассивные. Активные имеют свой источник, пассивные не имеют источника, т.е. у них идет изменение параметров. По характеру: случайные и целенаправленные. По характеру проявления на выходе приемника: Сосредоточенные (гармонические); Импульсные; Шумовые. Основные причины, вызывающие искажения сигналов при прохождении их по цепям ЭВМ, следующие: а) отражения от несогласованных нагрузок и от различных неоднородностей в линиях связи; б) затухание сигналов при прохождении их по цепям последовательно соединенных элементов; в) ухудшение фронтов и задержки, возникающие при включении нагрузок с реактивными составляющими; г) задержки в линии, вызванные конечной скоростью распространения сигнала; д) перекрестные помехи; е) паразитная связь между элементами через цепи питания и заземления; ж) наводки от внешних электромагнитных полей. Электрическое объединение логических и других элементов ЭВМ осуществляют связями двух видов: сигнальными и цепями питания. По сигнальным связям информация передается в виде импульсов напряжения и тока. Шины питания служат для подведения энергии к элементам от низковольтных источников постоянного напряжения. При использовании одного источника напряжения питания к элементам подводится с помощью двух проводников: прямого и обратного. Часто на элементы необходимо подавать напряжение от нескольких источников с разными номиналами. В этом случае для уменьшения количества шин питания обратные проводники объединяют в одну шину, которую соединяют с корпусом машины и называют шиной «земля». При прохождении мощных сигналов по цепям связи последние становятся источниками электромагнитных полей, которые, пересекая другие цепи связи, могут наводить в них дополнительные помехи. Источниками электромагнитных помех могут быть также мощные промышленные установки, транспортные коммуникации, двигатели и т.д. Устройства, чувствительные к статическим магнитным полям (например, магнитные элементы с разомкнутым магнитопроводом), могут неустойчиво работать даже от таких слабых полей, как магнитное поле Земли. Для того чтобы локализовать, где это возможно, действие источника полей или сам приемник помех, используют экраны. По принципу действия различают электростатическое, магнитостатическое и электромагнитное экранирования. 32. Тепловые режимы в конструкциях цифровых устройств. Тепловой режим конструкции ЭВС считается нормальным, если обеспечивается нормальный тепловой режим всех без исключения составных частей конструкции (ИМС, ЭРЭ, соединений, материалов и т.п.). Тепловой режим отдельного элемента считается нормальным, если выполняются два условия: температура элемента (или окружающей элемент среды) находится в пределах, определенных паспортом или техническими условиями на него; температура элемента должна быть такой, чтобы обеспечить его функционирование с заданной надежностью. Первое условие обязательно для каждого элемента, второе определяется заданными в техническом задании на разработку показателями надежности. Обычно считают, что высокая надежность и длительный срок службы ЭВМ будут гарантированы, если температура среды внутри ЭВМ нормальная (20…250С) и изменяется не более чем за час непрерывной работы. Расчет теплового режима устройств ЭВМ заключается главным образом в определении по конструктивным данным тепловой модели температур нагретых зон (объем, в котором рассеяние тепла) и поверхностей элементов. В ходе расчета определяют также температуру в других характерных зонах устройства (окружающего воздуха, корпуса и т.д.) и характеристики системы охлаждения. Методики расчета считаются удовлетворительными, если результаты расчета обладают заданной точностью, подтверждаются опытом проектирования и испытаниями опытного образца. Обычно, методика считается инженерной, если обеспечивается точность расчета не хуже 10 - 15%. В инженерных методиках наиболее часто используется коэффициентный метод, т. е. Связь между перегревом нагретой зоны и влияющими на тепловой режим устройства факторами осуществляется при помощи соответствующих коэффициентов. (Более детальное рассмотрение подходов в моделировании тепловых режимов устройств ЭВМ приведено в исследовательской части проекта). 33. Тепловые режимы. Пути переноса тепловой энергии в ПЦУ. При тепловой обработке пищевых продуктов используются различные способы переноса теплоты от источника к нагреваемому продукту: теплопроводность, конвекция и излучение. Теплопроводность — это процесс молекулярного переноса теплоты в твердых материалах, который происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. В металлах перенос теплоты осуществляется в основном путем диффузии свободных электронов. Способность тела (вещества) проводить те плоту характеризуется коэффициентом теплопроводности А,, Вт/(м-К), который численно равен количеству теплоты, проходящей в единицу времени через единицу изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. Изотермической называется поверхность в продукте, во всех точках которой температура одинакова. Температурный градиент — это направление наиболее интенсивного изменения температуры (вектор изменения температуры). Величина этого вектора grad ^определяется как отношение изменения температуры AtK единице длины перемещения At в направлении вектора (кратчайшее расстояние между изотермическими поверхностями). 34. Цели и предпосылки создания САПР. История развития САПР. История САПР началась в 1960 году, когда Айвен Сазерленд, молодой ученый из Массачусетского технологического института (США), изобрел графическую чертежную программу Sketchpad, которая позволяла рисовать отрезки и дуги, а также объединять их в простые фигуры. Настоящая революция в области САПР произошла с изобретением персональных компьютеров в начале 1980-х, когда на рынок вышли удобные, дешевые, производительные и простые в использовании системы. Появление таких САПР нового поколения определило два направления развития. С одной стороны, САПР позволяли автоматизировать процесс черчения, дав возможность уйти от ручного создания чертежей на бумаге и перейти к созданию электронных документов. Такие системы не были привязаны к конкретной области, что способствовало широкому распространению САПР в самых разных проектных областях. С другой стороны, они стали платформой для создания огромного количества приложений, предназначенных для решения конкретных проектных задач. Первые САПР были исключительно двумерными (2D) и позволяли проектировать объекты и оформлять документацию в плоскости. Позже, с развитием компьютеров и совершенствованием языков программирования, появились системы трехмерного проектирования (3D), которые предназначены для разработки объектов в объеме. К настоящему времени устоялась следующая классификация САПР: МашиностроительныеСАПР (MCAD - Mechanical Computer-Aided Design) Архитектурно-строительныеСАПР (AEC CAD - Architecture, Engineering and Construction Computer-Aided Design) САПРэлектронныхустройств (EDA - Electronic Design Automation) Средстваавтоматизацииинженерныхрасчётов (CAE - Computer-Aided Engineering) Системы автоматизированного проектирования и программирования (подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ) (CAM - Computer-AidedManufacturing) 35. Классификация САПР по различным признакам. Электронные САПР. Классификация по назначению систем: • Машиностроительные – используются в самых разных сферах деятельности: от разработки механизмов космических аппаратов и оборудования до проектирования различной бытовой техники. • Изделия радиоэлектроники и приборостроения – используются для проектирования печатных плат, интегральных микросхем, монтажных и принципиальных плат, автотрассировки. • Электротехнические – используются для разработки принципиальных и монтажных схем электрооборудования, его пространственной компоновки и для ведение баз данных готовых изделий. • Объекты строительства – используются для трехмерного проектирования архитектурно-строительных конструкций, расчета специальных конструкций, планирования территорий под строительство, типовых статических расчетов строительных конструкций и для ведение баз данных типовых элементов. • Оборудование промышленных установок и сооружений – используется для создания принципиальных схем установок, пространственной разводки трубопроводов и кабельных трасс, проектирования систем отопления, водоснабжения, электроснабжения, вентиляции и кондиционирования, ведение баз данных оборудования, трубопроводной арматуры, готовых электротехнических изделий. • Геоинформационные – используются для оцифровки данных полевой съемки, анализа геодезических сетей, построения цифровых моделей рельефа, создания в векторной форме карт и планов, ведения земельного и городского кадастров, ведения электронного картографического архива. 36. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности. Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования Надёжность — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств. 37. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности с экономической точки зрения. Надежность является единственным показателем качества, учитывающим изменчивость свойств объекта, обусловленную разбросом характеристик исходных материалов и отклонениями в технологии изготовления, а также разброс характеристик внешних нагрузок, действующих на объект, и накопление изменений, происходящих в объекте в процессе эксплуатации (старение, износ и т. п.). Надежность формируется при проектировании и расчете, обеспечивается при изготовлении (производстве), реализуется и поддерживается в эксплуатации. Она зависит: от конструкции объекта и его элементов, применяемых материалов, методов защиты от вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонту и обслуживанию и др. конструктивных особенностей; от качества материалов, качества изготовления элементов и сборки объекта, методов контроля над процессом изготовления, возможностей управления технологическими процессами, методов испытаний и т. п.; от методов и условий эксплуатации, принятой системы технического обслуживания и ремонта, режимов работы и других эксплуатационных факторов. Надежность является комплексным показателем качества и в зависимости от особенностей объекта и условий его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, хранения и транспортировки может включать безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность. Экономический показатель надежности позволяет объединить в единое целое разнообразные механические, химические, тепловые, гидравлические и другие факторы с разной размерностью и различной значимостью влияния на надежность объекта. При таком подходе условием, обобщающим надежность отдельных элементов в целостное свойство, является объем затрат в эксплуатации, которые обусловлены показателями надежности объекта. Именно этой задаче и отвечает экономический показатель надежности, который измеряется отношением суммарных затрат в эксплуатации за весь срок службы из-за ненадежности объекта к его рыночной стоимости. Иными словами, этот показатель, как одна из потребительских сторон качества объекта, показывает, во сколько раз затраты покупателя из-за ненадежности превышают его рыночную стоимость. С точки зрения экономических последствий все составляющие надежности по их причинной связи можно объединить в две группы экономических характеристик: долговечность и безотказность. Долговечность проявляется в том, что элементы объекта (детали, агрегаты и т. д.) имеют свою индивидуальную продолжительность работы — ресурс, в течение которого они выполняют свое функциональное назначение в полном объеме. Как правило, ряд элементов имеет ресурс меньше срока службы объекта в целом, и такие элементы называют ресурсными. Замена ресурсных элементов в эксплуатации обычно связана с разборкой объекта, подгонкой устанавливаемых вновь элементов и узлов, сборкой, отладкой и испытаниями объекта после замены элемента. Совокупность этих операций принято называть плановым ремонтом. Плановый ремонт, кроме стоимости ресурсных элементов, обусловливает дополнительные расходы на оплату труда ремонтных рабочих, материалы, инструмент и приспособления, используемые в процессе ремонта. Для поддержания долговечности отдельных элементов в заданных пределах необходима их своевременная очистка от загрязнений, смазка, регулировка, подкраска и т. д. 38. Расчёт надёжности на этапе проектирования цифрового устройства. Расчеты надежности- расчеты, предназначенные для определения количественных показателей надежности. Они проводятся на различных этапах разработки, создания и эксплуатации объектов. На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемой системы. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта, а также для решения организационно-технических вопросов: - выбора оптимального варианта структуры; - способа резервирования; - глубины и методов контроля; - количества запасных элементов; - периодичности профилактики. 39. Разработка печатной платы DipTrace. Примеры. DipTrace включает в себя четыре основные программы: Schematic — разработка принципиальных схем; PCB Layout — разводка плат, ручная и автоматическая трассировка; ComEdit — редактор корпусов; SchemEdit — редактор компонентов; В настоящее время разработка и проектирование печатных плат является одним из основных показателей современной научно-технической революции. Прогресс в области создания плат определяется повышением надежности, экономичности, качества и эффективности устройств, совершенствованием схем, конструкций и технологий. Печатные платы - это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкое распространение в производстве модулей, ячеек и блоков РЭА благодаря следующим преимуществам по сравнению с традиционным объемным монтажом проводниками и кабелями: повышение плотности размещения компонентов и плотности монтажных соединений, возможность существенного уменьшения габаритов и веса изделий; получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и электро- и радиодеталей (ЭРЭ) в одном технологическом цикле; гарантированная стабильность и повторяемость электрических характеристик (проводимости, паразитных емкости и индуктивности); повышение быстродействия и помехозащищенности схем; повышенная стойкость и климатическим и механическим воздействиям; унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений; увеличение надежности узлов, блоков и устройства в целом; улучшение технологичности за счет комплексной автоматизации монтажно-сборочных и контрольно-регулировочных работ; снижение трудоемкости, материалоемкости и себестоимости. К недостаткам следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию и ограниченную ремонтопригодность. Элементами печатных плат являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия. 40.Изучение использования СВТ в технологических процессах на предприятии. Качество изделий СВТ, изготавливаемых на конкретном производстве, определяется совершенством конструкции и общим уровнем технологического процесса. Однако на практике бывают случаи, когда изготовленные по одной и той же документации образцы аппаратуры существенно отличаются друг от друга по показателям качества Производственный контроль охватывает качество, комплектность, упаковку и маркировку изготавливаемого изделия, а также состояние производственных процессов. Производственному контролю подвергаются, как правило, все вспомогательные, подготовительные и технологические операции. 1 2 |